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Auteur(s)
-
Gilbert DANA : Ancien élève de l’École normale supérieure - Ancien professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie
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Comme toute méthode spectroscopique, la spectroscopie infrarouge met en jeu des échanges d’énergie entre une molécule et un rayonnement électromagnétique.
Dans l’infrarouge proche (12 500 à 4 000 cm−1) et moyen (4 000 à 650 cm−1), on observe des transitions entre les niveaux d’énergie vibrationnelle qui sont quantifiés.
Dans l’infrarouge lointain (jusqu’à 10 cm−1), on observe des transitions entre niveaux d’énergie rotationnelle également quantifiés.
En chimie organique, c’est l’infrarouge moyen qui est le plus souvent exploité mais la région entre 650 et 250 cm−1 rend de grands services en chimie de coordination.
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Spectres vibrationnels. Niveau vibrationnel. Oscillateur harmonique
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3. Données exploitées pour l’étude des spectres
La discussion portera essentiellement sur les spectres des produits en solution ou des liquides à l’état pur. Les spectres des produits à l’état solide ou des poudres en suspension dans le nujol peuvent présenter certaines anomalies, notamment en ce qui concerne l’intensité ou la position des raies, en raison de certaines possibilités de couplage intermoléculaires dans la maille cristallin.
le nujol est une huile de vaseline (hydrocarbures saturés) souvent utilisée en IR pour disperser les poudres. Le produit, finement broyé, se trouve alors en suspension.
3.1 Principales régions du spectre
Avant d’entrer dans le détail de l’étude du spectre, voyons d’abord le genre de renseignements que l’on trouve dans chaque région.
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Région des vibrations de valence des principaux groupes fonctionnels
Entre 1 550 cm−1 et 4 000 cm−1, on trouve une zone peu encombrée et présentant des raies intenses caractéristiques des principaux groupes fonctionnels.
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Vibration de valence des liaisons
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Les liaisons
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présentent leurs élongations entre 2 700 et 3 500 cm−1, exceptionnellement de 2 500 à 3 700 cm−1. Nous verrons en détail l’influence de la structure sur la position de ces bandes, en particulier les groupes OH présentant une liaison hydrogène avec un autre oxygène dans une structure du type mésomère très symétrique (liaison hydrogène assistée par résonance [1]*). Lorsque la distance O...O dans le cristal devient inférieure à 2,5 Å...
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présentent leurs élongations entre 2 700 et 3 500 cm−1, exceptionnellement de 2 500 à 3 700 cm−1. Nous verrons en détail l’influence de la structure sur la position de ces bandes, en particulier les groupes OH présentant une liaison hydrogène avec un autre oxygène dans une structure du type mésomère très symétrique (liaison hydrogène assistée par résonance [1]
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GILLI (G.) et coll - * - J. Amer. chem. Soc. 116, p. 909 (1994).
-
(2) - KAYE (W.) - * - Spectrochimica Acta p. 257 (1954) ; p. 181 (1955).
-
(3) - COOPER (J.W.) - Spectroscopic techniques for organic chemists. - John Wiley and Sons, New York (1980).
-
(4) - RAO (C.N.R.) - Chemical applications of infrared spectroscopy. - Academic Press, New York et Londres (1963).
-
(5) - WOJTKOWIAK (B.), CHABANEL (M.) - Spectrochimie moléculaire. - Technique et documentation, Paris (1977).
-
(6) - PRETSCH (E.), CLERC (T.), SEIBL (J.), SIMON (W.) - Spectral data for structure determination of organic compounds. - Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1997).
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